(57)【要約】【課題】  パージ時に噴射ノズルから噴射されたインクがこの噴射ノズルの出射口付近に付着するのを極力防止することが可能な液滴噴射装置を提供すること。【解決手段】  インクジェットヘッド１の流路ユニット２は、複数の噴射ノズル２０の近傍部にそれぞれ形成された複数の回収ノズル２５と、これら複数の回収ノズル２５に連通する回収用流路２８とを有し、回収ノズル２５の、インク噴射面４０において開口した回収口２５ａは、噴射ノズル２０の出射口２０ａに近接して形成されている。そして、インクジェットプリンタ１００は、キャップ６５が出射口２０ａと回収口２５ａの両方を覆っている状態で、吸引ポンプ６６により出射口２０ａからインクを噴射させ、さらに、この噴射されたインクを回収口２５ａから回収用流路２８へ回収するように構成されている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴状の液体を噴射する液滴噴射装置であって、
噴射ノズル、前記噴射ノズルに連通する噴射用流路、回収ノズル、前記回収ノズルに連通する回収用流路、並びに、前記噴射ノズルの開口である出射口及び前記回収ノズルの開口である回収口が形成された液滴噴射面を有する流路ユニットと、
前記噴射用流路内の液体に噴射圧力を付与する噴射圧付与機構と、
前記噴射ノズルの出射口と前記回収ノズルの回収口の両方を密閉して覆うように、前記液滴噴射面に当接可能なキャップと、
前記キャップが前記出射口と前記回収口の両方を覆っている状態で、前記噴射用流路内の液体に前記回収用流路へ至る流れを生じさせるパージ圧付与機構とを備え、
前記パージ圧付与機構により、前記出射口から前記液体を流出させて、さらに、この液体を前記回収口から前記回収用流路へ回収する液滴噴射装置。
【請求項２】
前記液滴噴射面において、前記回収ノズルの回収口は、前記噴射ノズルの出射口に近接して形成されている請求項１に記載の液滴噴射装置。
【請求項３】
前記パージ圧付与機構は、前記回収用流路側から吸引して、前記キャップと前記液滴噴射面との間に形成された空間内を減圧する吸引装置を含む請求項２に記載の液滴噴射装置。
【請求項４】
前記パージ圧付与機構は、前記噴射用流路内の前記液体を加圧する加圧装置をさらに含む請求項３に記載の液滴噴射装置。
【請求項５】
前記回収ノズルは複数の個別回収ノズルを備え、前記液滴噴射面の、前記出射口に関して互いに反対側の位置に、２つの、前記個別回収ノズルの開口である個別回収口がそれぞれ配置されている請求項２に記載の液滴噴射装置。
【請求項６】
前記流路ユニットの噴射ノズルは、複数の個別噴射ノズルを有し、前記流路ユニットの回収ノズルは、複数の個別回収ノズルを有し、前記液滴噴射面には、前記個別噴射ノズルの開口である個別出射口と前記個別回収ノズルの開口である個別回収口が形成されている請求項２に記載の液滴噴射装置。
【請求項７】
前記液滴噴射面において、前記個別出射口は所定の一方向に配列されており、
前記複数の個別出射口の間に、前記個別回収口がそれぞれ配置されている請求項６に記載の液滴噴射装置。
【請求項８】
前記液滴噴射面において、前記個別出射口は所定の一方向に配列されており、
前記液滴噴射面の前記個別出射口の列の両側において、前記個別出射口の配列方向と平行に、複数の前記個別回収口が配列されている請求項６に記載の液滴噴射装置。
【請求項９】
前記液滴噴射面において、前記複数の個別出射口は所定の一方向に沿って所定のピッチで複数列に配列されており、
隣接する２列の前記個別出射口の列に関して、一方の列に属する個別出射口は他方の列に属する個別出射口に対して前記所定の一方向に前記所定のピッチの半分だけずれて配置され、
前記複数の個別回収口は、前記隣接する２列の個別出射口の列の間に、前記所定の一方向に沿って前記所定のピッチで配列され、
各個別回収口は、その両側に配列された２列の個別出射口の列にそれぞれ属し、前記所定の一方向に前記所定のピッチの半分だけ互いにずれて配置された２つの個別出射口を結ぶ直線上に位置している請求項６に記載の液滴噴射装置。
【請求項１０】
前記流路ユニットの外部で前記噴射用流路と前記回収用流路とを連通させる連通部を有する請求項２に記載の液滴噴射装置。
【請求項１１】
前記連通部には、前記回収用流路から回収された液体に含まれる異物を除去するフィルタが設けられている請求項１０に記載の液滴噴射装置。
【請求項１２】
前記連通部は、前記回収用流路から回収された前記液体を貯留する貯留部を有し、この貯留部内に前記フィルタが設けられている請求項１１に記載の液滴噴射装置。
【請求項１３】
前記回収用流路から回収された液体が、前記噴射用流路を通じて前記噴射ノズルから噴射される請求項１０に記載の液滴噴射装置。
【請求項１４】
前記液滴噴射面において、前記出射口の周りの領域の撥液性は、前記回収口の周りの領域の撥液性よりも高い請求項１に記載の液滴噴射装置。
【請求項１５】
前記キャップは複数の領域に区画され、前記キャップの各領域は、前記個別出射口と前記個別回収口とを独立に覆う請求項６に記載の液滴噴射装置。
【請求項１６】
液滴状の液体を噴射する液滴噴射装置であって、
噴射ノズル及び前記噴射ノズルに連通する噴射用流路を有する流路ユニットと、回収ノズル及び前記回収ノズルに連通する回収用流路を有し、前記流路ユニットをメンテナンスするメンテナンス機構と、前記噴射ノズルの開口である出射口及び前記回収ノズルの開口である回収口が形成された液滴噴射面とを有するヘッドと、
前記噴射用流路内の液体に噴射圧力を付与する噴射圧付与機構と、
前記噴射ノズルの出射口と前記回収ノズルの回収口の両方を密閉して覆うように、前記液滴噴射面に当接可能なキャップと
前記回収用流路に液体連結され、前記回収流路内の液体にパージ圧を与えるパージ圧付与機構を備え、
前記パージ圧付与機構により、前記出射口から前記液体を流出させて、さらに、この液体を前記回収口から前記回収用流路へ回収する液滴噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルから液体を噴射する液滴噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドは、ノズルからインクの液滴を記録用紙等の対象物に噴射するものであるが、塵や増粘インクなどによりノズルに目詰まりが生じたり、あるいは、ノズルを含むインク流路内に気泡が混入したりしたときには、そのノズルの噴射特性（液滴の噴射量や液滴の飛翔方向など）が異常になったり、さらには、ノズルからインクを全く噴射できなくなることもある。そのため、一般的なインクジェットヘッドは、ノズルから正常にインクを噴射できなくなったときに、ノズルからインクを強制的に噴出して塵や気泡等を排出して異常状態を解消する、いわゆる、パージ動作を行うための構成を備えている。
【０００３】
例えば、特許文献１（特開平５−２２０９７０号公報）に記載のインクジェットヘッド（印字ヘッド）は、複数のノズルの出射口を覆うようにインク噴射面に取り付けられるキャップ（キャッピング部材）と、このキャップにチューブを介して接続された吸引ポンプとを備えている。そして、インク噴射面にキャップが取り付けられた状態で、吸引ポンプにより複数のノズルからインクを吸引して、キャップ内の空間へインクを強制的に噴出させることにより、インクジェットヘッドのインク噴射の異常状態を解消することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５-２２０９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、パージ動作の際には、ノズルから流出されたインクの一部が、泡立った状態でインク噴射面の出射口付近に付着しやすい。そして、インクジェットヘッドの内部は負圧に保たれているので、この泡立ったインクがノズル内に戻って気泡が混入してしまい、再びノズルから正常にインクを噴射できない状態に戻ってしまう虞がある。また、パージ動作の際に吸引ポンプにより吸引されたインクを回収して再利用するためには、可動のインクジェットヘッドに設けられたインクのサブタンクとキャップとを接続するチューブ等の複雑な機構が必要となるため、吸引されたインクは再利用されることなく、インク廃液室に廃棄されていた。
【０００６】
本発明の目的は、パージ時に噴射ノズルから流出したインクがこの噴射ノズルの出射口付近に付着するのを極力防止することが可能な液滴噴射装置を提供することである。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
本発明の第１の態様に従えば、液滴状の液体を噴射する液滴噴射装置であって、噴射ノズル、前記噴射ノズルに連通する噴射用流路、回収ノズル、前記回収ノズルに連通する回収用流路、並びに、前記噴射ノズルの開口である出射口及び前記回収ノズルの開口である回収口が形成された液滴噴射面を有する流路ユニットと、前記噴射用流路内の液体に噴射圧力を付与する噴射圧付与機構と、前記噴射ノズルの出射口と前記回収ノズルの回収口の両方を密閉して覆うように、前記液滴噴射面に当接可能なキャップと、前記キャップが前記出射口と前記回収口の両方を覆っている状態で、前記噴射用流路内の液体に前記回収用流路へ至る流れを生じさせるパージ圧付与機構とを備え、前記パージ圧付与機構により、前記出射口から前記液体を流出させて、さらに、この液体を前記回収口から前記回収用流路へ回収する液滴噴射装置が提供される。また、前記液滴噴射面において、前記回収ノズルの回収口は、前記噴射ノズルの出射口に近接して形成されていてもよい。
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、噴射圧付与機構により噴射用流路内の液体に噴射圧力が付与されたときには、噴射用流路に連通する噴射ノズルから液体が噴射される。一方、噴射ノズルの目詰まりや噴射用流路内への気泡の混入などにより、噴射ノズルからの液体の噴射が異常になったときには、キャップにより噴射ノズルの出射口を覆った状態で、パージ圧付与機構により、例えば噴射ノズルから噴射用流路内の液体をキャップと液滴噴射面との間の空間へ流出させる。
【０００９】
ここで、例えば、噴射ノズルの近傍部には回収ノズルが形成されており、この回収ノズルの出射口は噴射ノズルの出射口に近接して設けられていてもよい。そして、噴射ノズルのパージ時には、噴射ノズルの出射口と回収ノズルの回収口は１つのキャップにより密閉状に覆われるため、噴射ノズルから流出した液体を、キャップと液滴噴射面との間の空間から回収ノズルを介して回収用流路へ回収することができる。そのため、噴射ノズルから流出する際に泡立った液体の大部分が回収されて液滴噴射面に付着しにくくなり、液滴噴射面の出射口付近に付着する液体が少なくなる。従って、噴射ノズルから流出されたときに泡立った液体が、噴射ノズル内に戻ってその噴射ノズルに噴射異常を生じさせてしまうのを極力防止することができる。
【００１０】
本発明の液滴噴射装置において、前記パージ圧付与機構は、前記回収用流路側から吸引して、前記キャップと前記液滴噴射面との間に形成された空間内を減圧する吸引装置を含んでもよい。従って、吸引装置によりキャップと前記液滴噴射面との間の空間内を減圧することにより、噴射ノズルの出射口からキャップと液滴噴射面との間の空間へ液体を流出させて噴射ノズルのパージを行うとともに、流出された液体を回収ノズルから回収用流路へ回収することができる。
【００１１】
本発明の液滴噴射装置において、前記パージ圧付与機構は、前記噴射用流路内の前記液体を加圧する加圧装置をさらに含んでもよい。この構成によれば、噴射ノズルのパージ時に、加圧装置で噴射用流路内の液体を加圧することにより流出速度を高めることができるため、噴射ノズルのパージをより確実に行える。
【００１２】
本発明の液滴噴射装置において、前記回収ノズルは複数の個別回収ノズルを備え、前記液滴噴射面の、前記出射口に関して互いに反対側の位置に、２つの、前記個別回収ノズルの開口である個別回収口がそれぞれ配置されていてもよい。この構成では、パージ時に噴射ノズルの出射口から流出された液体は、この出射口の両側にそれぞれ配置された個別回収ノズルの回収口から確実に回収されるため、出射口付近に付着する液体をさらに少なくすることができる。
【００１３】
本発明の液滴噴射装置において、前記流路ユニットの噴射ノズルは、複数の個別噴射ノズルを有し、前記流路ユニットの回収ノズルは、複数の個別回収ノズルを有し、前記液滴噴射面には、前記個別噴射ノズルの開口である個別出射口と前記個別回収ノズルの開口である個別回収口が形成されていてもよい。流路ユニットに、複数の個別噴射ノズルと個別回収ノズルを形成することにより、一度に大量の液体を噴射し、回収することができる。
【００１４】
本発明の液滴噴射装置において、前記液滴噴射面において、前記個別出射口は所定の一方向に配列されており、前記複数の個別出射口の間に、前記個別回収口がそれぞれ配置されていてもよい。この構成では、２つの個別出射口から流出された液体を、その間に配置された個別回収口から回収でき、回収口の数を少なくすることが可能である。また、回収口を効率よく配置できるため、装置の小型化につながる。
【００１５】
本発明の液滴噴射装置は、前記液滴噴射面において、前記個別出射口は所定の一方向に配列されており、前記液滴噴射面の前記個別出射口の列の両側において、前記個別出射口の配列方向と平行に、複数の前記個別回収口が配列されていてもよい。この構成では、個別出射口から流出した液体を、個別出射口の両側にそれぞれ配列された個別回収口から確実に液体を回収でき、個別出射口付近に付着する液体を少なくすることができる。
【００１６】
本発明の液滴噴射装置では、前記液滴噴射面において、前記複数の個別出射口は所定の一方向に沿って所定のピッチで複数列に配列されており、隣接する２列の前記個別出射口の列に関して、一方の列に属する個別出射口は他方の列に属する個別出射口に対して前記所定の一方向に前記所定のピッチの半分だけずれて配置され、前記複数の個別回収口は、前記隣接する２列の個別出射口の列の間に、前記所定の一方向に沿って前記所定のピッチで配列され、各個別回収口は、その両側に配列された２列の個別出射口の列にそれぞれ属し、前記所定の一方向に前記所定のピッチの半分だけ互いにずれて配置された２つの個別出射口を結ぶ直線上に位置していてもよい。この構成では、パージ時に複数の個別噴射ノズルから流出した液体を、個別噴射ノズルの半分の数の個別回収ノズルにより効率よく回収することができる。従って、個別噴射ノズルを配置する領域を広く確保できるため、個別噴射ノズルを高密度に配置して、液滴噴射装置を小型化することが可能になる。
【００１７】
本発明の液滴噴射装置において、前記流路ユニットの外部で前記噴射用流路と前記回収用流路とを連通させる連通部を有してもよい。この構成によれば、パージ時に噴射ノズルから流出した液体を回収ノズルで回収してから、さらに、連通部を介して噴射用流路に戻すことができるため、液体を再利用することができる。
【００１８】
本発明の液滴噴射装置において、前記連通部には、前記回収用流路から回収された液体に含まれる異物を除去するフィルタが設けられていてもよい。この構成によれば、回収した液体が噴射用流路に戻される前に、この液体に含まれる異物がフィルタで除去されるため、異物が噴射用流路に流れて噴射ノズルを詰まらせるのを防止できる。
【００１９】
本発明の液滴噴射装置において、前記連通部は、前記回収用流路から回収された前記液体を貯留する貯留部を有し、この貯留部内に前記フィルタが設けられていてもよい。この構成によれば、回収用流路から貯留部に流れ込んだ液体は、貯留部内のフィルタを通って異物が除去されてから、噴射用流路へ流れるため、異物が噴射用流路に流れて噴射ノズルを詰まらせるのを防止できる。
【００２０】
本発明の液滴噴射装置において、前記回収用流路から回収された液体が、前記噴射用流路を通じて前記噴射ノズルから噴射されてもよい。この場合には、回収用流路から回収された液体を循環させて再度噴射できるので、廃棄される液体の量を減らすことができる。例えば、液滴噴射装置がインクジェットプリンタである場合には、ヘッドのパージ動作時に廃棄されるインクの量を劇的に少なくできるので、インクを廃棄するための廃液室をプリンタ内部に設ける必要が無い。さらに、パージ動作時に廃棄されるインク量を予め見込んでおく必要がないため、所定枚数の印字に必要な実質的なインク量も減らすことができる。従って、インクタンクの容量を小型化できる。
【００２１】
本発明の液滴噴射装置では、前記液滴噴射面において、前記出射口の周りの領域の撥液性は、前記回収口の周りの領域の撥液性よりも高くすることができる。この場合には、出射口の周りに付着する液体の量を減らすことができ、回収口の周りに付着した液体を効率よく回収することが可能となる。
【００２２】
本発明の液滴噴射装置において、前記キャップは複数の領域に区画され、前記キャップの各領域は、前記個別出射口と前記個別回収口とを独立に覆ってもよい。この場合には、個別出射口と個別回収口の配置に合わせて、キャップを複数の領域に区画することによって、効率的に液体を回収することができる。
【００２３】
噴射ノズル及び前記噴射ノズルに連通する噴射用流路を有する流路ユニットと、回収ノズル及び前記回収ノズルに連通する回収用流路を有し、前記流路ユニットをメンテナンスするメンテナンス機構と、前記噴射ノズルの開口である出射口及び前記回収ノズルの開口である回収口が形成された液滴噴射面とを有するヘッドと、前記噴射用流路内の液体に噴射圧力を付与する噴射圧付与機構と、前記噴射ノズルの出射口と前記回収ノズルの回収口の両方を密閉して覆うように、前記液滴噴射面に当接可能なキャップと前記回収用流路に液体連結され、前記回収流路内の液体にパージ圧を与えるパージ圧付与機構を備え、前記パージ圧付与機構により、前記出射口から前記液体を流出させて、さらに、この液体を前記回収口から前記回収用流路へ回収する液滴噴射装置が提供される。
【００２４】
本発明の第２の態様によれば、ヘッドにメンテナンス機構が設けられており、キャップとメンテナンス機構とは一体化されていないため、液滴噴射装置のキャップが配置されている領域を小型化することができ、液滴噴射装置の設置面積を小さくすることができる。
【００２５】
なお、本願において、用語「パージ圧」は、回収流路を通じて液体を回収するために、回収流路内の液体等に加える圧力を意味し、陰圧及び陽圧のいずれの場合も含むものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の実施形態について説明する。本実施形態は、液滴噴射装置として、ノズルから記録用紙に対してインクを噴射して画像などを記録するインクジェットプリンタに本発明を適用した一例である。
【００２７】
図１に示すように、インクジェットプリンタ１００は、走査方向（図１の左右方向）に移動可能なキャリッジ１０１と、このキャリッジ１０１に設けられて記録用紙Ｐに対してインクを吐出するシリアル式のインクジェットヘッド１と、記録用紙Ｐを図１の紙送り方向（前方）へ搬送する搬送ローラ１０２等を備えている。インクジェットヘッド１には、インクタンク６０に接続されたサブタンク６１からチューブ６２を介してインクが供給される。そして、このインクジェットヘッド１は、キャリッジ１０１と一体的に走査方向へ移動しつつ、その下面のインク噴射面４０（液滴噴射面）に形成された噴射ノズル２０の出射口２０ａ（図４参照）から記録用紙Ｐにインクを噴射して、記録用紙Ｐに画像等の記録を行うように構成されている。また、インクジェットヘッド１により記録された記録用紙Ｐは、搬送ローラ１０２により紙送り方向へ排出される。
【００２８】
さらに、インクジェットプリンタ１００は、複数の噴射ノズル２０の出射口２０ａを覆うようにインク噴射面４０に当接可能なキャップ６５と、このキャップ６５がインク噴射面４０に当接した状態で噴射ノズル２０からインクを吸引して強制的に流出させる吸引ポンプ６６（吸引装置、パージ圧付与機構）を備えている。そして、インクジェットプリンタ１００は、塵等の異物による噴射ノズル２０の目詰まりやインクジェットヘッド１のインク流路内への気泡の混入が発生して、噴射ノズル２０から正常にインクを噴射させることができないときには、インク噴射面４０にキャップ６５を当接させた状態で、吸引ポンプ６６を作動させて、噴射ノズル２０から強制的にインクを噴射させる、パージ動作を行う。
【００２９】
次に、インクジェットヘッド１について図２〜図７を参照して詳細に説明する。図２〜図７に示すように、インクジェットヘッド１は、圧力室１４を含む個別インク流路２１（図６参照）が形成された流路ユニット２と、この流路ユニット２の上面に配置された圧電アクチュエータ３（噴射圧付与機構）とを備えている。
【００３０】
まず、流路ユニット２について説明する。図３、図５〜図７に示すように、流路ユニット２はキャビティプレート１０、ベースプレート１１、マニホールドプレート１２、及びノズルプレート１３を備えており、これら４枚のプレート１０〜１３が積層状態で接合されている。このうち、キャビティプレート１０、ベースプレート１１及びマニホールドプレート１２はステンレス鋼製の板であり、これら３枚のプレート１０〜１２に、後述するマニホールド１７や圧力室１４等のインク流路をエッチングにより容易に形成することができる。また、ノズルプレート１３は、例えば、ポリイミド等の高分子合成樹脂材料により形成され、マニホールドプレート１２の下面に接着される。あるいは、このノズルプレート１３も、３枚のプレート１０〜１２と同様にステンレス鋼等の金属材料で形成されていてもよい。
【００３１】
図２、図３、及び、図５〜図７に示すように、キャビティプレート１０には、平面に沿って配列された複数の圧力室１４（例えば、１０個）が形成されており、これら複数の圧力室１４は、上方へ開口している。また、複数の圧力室１４は、紙送り方向（図２の上下方向）に２列に配列されている。各圧力室１４は、平面視で走査方向（図２の左右方向）に長い、略楕円形状に形成されている。
【００３２】
ベースプレート１１の、平面視で圧力室１４の両端部と重なる位置には、それぞれ連通孔１５，１６が形成されている。また、マニホールドプレート１２には、紙送り方向（図２の上下方向）に延びるマニホールド１７が形成されている。また、このマニホールド１７は、平面視で、左側に配列された圧力室１４の左半分、及び、右側に配列された圧力室１４の右半分とそれぞれ重なるように配置されている。そして、このマニホールド１７は、後述の振動板３０に形成されたインク供給口１８に連通しており、サブタンク６１（図１参照）からチューブ６２及びインク供給口１８を介してマニホールド１７へインクが供給される。また、マニホールドプレート１２の、平面視で複数の圧力室１４のマニホールド１７と反対側の端部と重なる位置には、それぞれ、複数の連通孔１６に連なる複数の連通孔１９も形成されている。
【００３３】
さらに、ノズルプレート１３の、平面視で複数の連通孔１９にそれぞれ重なる位置には、複数の噴射ノズル（個別噴射ノズル）２０が形成されている。図２、図４に示すように、複数の噴射ノズル２０（複数の噴射ノズル２０の出射口（個別出射口）２０ａ）は、２列に配列された複数の圧力室１４のマニホールド１７と反対側の端部と重なっており、インクジェットヘッド１の左右方向略中央部において、紙送り方向（図２の上下方向）に等間隔のピッチで２列に配列されている。尚、ノズルプレート１３が合成樹脂材料からなる場合には、噴射ノズル２０は、エキシマレーザー加工などにより形成することができる。また、ノズルプレート１３が金属材料からなる場合には、プレス加工などにより形成することができる。
【００３４】
そして、図６に示すように、マニホールド１７は連通孔１５を介して圧力室１４に連通し、さらに、圧力室１４は、連通孔１６，１９を介してノズル２０に連通している。このように、流路ユニット２内には、マニホールド１７から圧力室１４を経て噴射ノズル２０に至る複数の個別インク流路２１が形成されている。そして、マニホールド１７及び複数の個別インク流路２１により、複数の噴射ノズル２０から記録用紙Ｐに対してインクを噴射するための噴射用流路２２が構成されている。
【００３５】
ところで、本実施形態のインクジェットプリンタ１００においては、噴射ノズル２０に目詰まりが生じたり、流路ユニット２内の噴射用流路２２に気泡が混入した場合には、キャップ６５及び吸引ポンプ６６により、噴射ノズル２０からインクを強制的に流出するパージ動作が行われる。そして、流路ユニット２には、前述のマニホールド１７及び複数の個別インク流路２１からなる噴射用流路２２とは別に、パージ動作時に噴射ノズル２０から流出されたインクを回収するための、回収ノズル２５及び回収用流路２８を有するメンテナンス機構３００が設けられている。
【００３６】
図２、図４、図７に示すように、ノズルプレート１３の噴射ノズル２０の周りには、複数の回収ノズル（個別回収ノズル）２５が形成されている。これら複数の回収ノズル２５の、インク噴射面４０における開口である回収口（個別回収口）２５ａは、紙送り方向（図２、図４の上下方向）に配列された複数の噴射ノズル２０の出射口２０ａの間において、これら出射口２０ａに近接して配置されている。そして、これら複数の回収口２５ａは、複数の出射口２０ａと同様に紙送り方向に２列に配列されている。
【００３７】
また、流路ユニット２内には、複数の回収ノズル２５に連通する回収用流路２８が形成されている。この回収用流路２８は、マニホールドプレート１２に形成され、複数の回収ノズル２５にそれぞれ連通する個別回収流路２６と、これら複数の個別回収流路２６が合流して形成される合流流路２７とを含んでいる。図２、図４に示すように、複数の個別回収流路２６は、平面視で、２列に配列された複数の回収ノズル２５からそれぞれ走査方向（左右方向）に延びて、流路ユニット２の走査方向（図２の左右方向）中央部において紙送り方向に延びる合流流路２７に合流している。また、合流流路２７は、その一端部（図２、図４の上端部）において折れ曲がり、キャビティプレート１０に形成された接続口２９から、図１に示すように、チューブ６３、吸引ポンプ６６及びチューブ６４を介してサブタンク６１に接続されている。
【００３８】
パージ動作時には、複数の噴射ノズル２０の出射口２０ａが形成されたインクジェットヘッド１のインク噴射面４０（ノズルプレート１３の下面）に、噴射されたインクを受ける後述のキャップ６５が、複数の出射口２０ａを覆うように当接される。この状態で、吸引ポンプ６６（図１参照）により回収用流路２８側から空気等を吸引し、キャップ６５とインク噴射面４０との間に形成された空間５０（図３参照）を減圧することにより、噴射ノズル２０からインクを強制的に流出させる。ここで、図４に示すように、複数の回収口２５ａは、複数の出射口２０ａの間に配置されているため、複数の回収口２５ａもこのキャップ６５により覆われる。そして、噴射ノズル２０の出射口２０ａから、キャップ６５とインク噴射面４０との間に形成された空間５０へと流出したインクが、回収ノズル２５から回収用流路２８を経てサブタンク６１に回収される。このパージ動作時のインク回収については後ほどさらに詳しく説明する。
【００３９】
次に、圧電アクチュエータ３について説明する。図２〜図７に示すように、圧電アクチュエータ３は、流路ユニット２の上面に配置された振動板３０と、この振動板３０の上面に形成された圧電層３１と、この圧電層３１の上面に複数の圧力室１４にそれぞれ対応して形成された個別電極３２とを備えている。
【００４０】
振動板３０は、平面視で略矩形状の金属材料からなる板であり、例えば、ステンレス鋼等の鉄系合金、銅系合金、ニッケル系合金、あるいは、チタン系合金などからなる。この振動板３０は、キャビティプレート１０の上面に複数の圧力室１４を覆うように配設され、キャビティプレート１０の上面に接合されている。また、金属製の振動板３０は導電性を有しており、この振動板３０と個別電極３２との間に挟まれた圧電層３１に電界を作用させる共通電極を兼ねている。
【００４１】
振動板３０の上面には、チタン酸鉛とジルコン酸鉛との固溶体であり強誘電体であるチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を主成分とする圧電層３１が配置されている。図２、図３に示すように、この圧電層３１は、複数の圧力室１４に亙って連続的に形成されている。ここで、圧電層３１は、例えば、非常に小さな圧電材料の粒子を基板に吹き付けて高速で衝突させ、基板に堆積させるエアロゾルデポジション法（ＡＤ法）を用いて形成することができる。また、スパッタ法、化学蒸着法（ＣＶＤ法）、ゾルゲル法、あるいは、水熱合成法などにより形成することもできる。あるいは、ＰＺＴのグリーンシートを焼成することにより生成された圧電シートを所定の大きさに切断し、この切断された圧電シートを振動板３０に貼り付けることにより圧電層３１を形成してもよい。
【００４２】
圧電層３１の上面には、圧力室１４よりも一回り小さい、平面視で楕円形の形状を有する複数の個別電極３２が形成されている。これら複数の個別電極３２は、平面視で、対応する圧力室１４の中央部に重なる位置にそれぞれ形成されている。また、個別電極３２は金、銅、銀、パラジウム、白金、あるいは、チタンなどの導電性材料からなる。さらに、圧電層３１の上面には、複数の個別電極３２のマニホールド１７側の端部から、それぞれ、個別電極３２の長手方向（図２の左右方向）と平行に延びる複数の配線部３５も形成されている。これら複数の個別電極３２及び複数の配線部３５は、例えば、スクリーン印刷、スパッタ法、あるいは、蒸着法等により形成することができる。
【００４３】
複数の配線部３５には、フレキシブルプリント配線板（Flexible Printed Circuit：ＦＰＣ）等の可撓性を有する配線部材（図示省略）が接合され、図６に示すように、配線部材を介してドライバＩＣ３７と電気的に接続されている。そして、ドライバＩＣ３７から配線部３５を介して複数の個別電極３２に対して選択的に駆動電圧が供給される。
【００４４】
次に、圧電アクチュエータ３の作用について説明する。所望の個別電極３２に対してドライバＩＣ３７から選択的に駆動電圧が印加されると、駆動電圧が供給された圧電層３１上側の個別電極３２の電位と、グランド電位に保持されている圧電層３１下側の共通電極としての振動板３０の電位が異なる状態となり、個別電極３２と振動板３０の間に挟まれた圧電層３１の部分にその厚み方向の電界が生じる。このとき、圧電層３１の分極方向と電界の方向とが同じ場合には、圧電層３１がその分極方向である厚み方向と直交する水平方向に収縮する。このとき、この圧電層３１の収縮に伴って振動板３０が圧力室１４側に凸となるように変形するため、圧力室１４内の容積が減少して圧力室１４内のインクに噴射圧力が付与され、圧力室１４に連通する噴射ノズル２０からインクが噴射される。
【００４５】
次に、パージ動作時に使用されるキャップ６５及び吸引ポンプ６６について説明する。図１に示すように、キャップ６５は、記録用紙Ｐの搬送経路よりも走査方向に関して外側（図１の左側）の、インクジェットヘッド１の退避位置の下方に配置されている。また、図３に示すように、このキャップ６５は、図示しない駆動モータにより上下方向（図３の矢印方向）に移動する。そして、パージ動作を行う際には、インクジェットヘッド１が退避位置に移動した後に、キャップ６５が上方へ駆動されてインク噴射面４０に当接する。
【００４６】
図３、図４に示すように、キャップ６５は、噴射ノズル２０の配列方向である紙送り方向に長い形状を有し、２列に配列された噴射ノズル２０の出射口２０ａの全てを覆うように、インク噴射面４０の走査方向（図４の左右方向）の中央部に当接可能である。ここで、前述したように、複数の回収ノズル２５の回収口２５ａは、紙送り方向（図４の上下方向）に配列された複数の出射口２０ａの間にそれぞれ配置されているため、キャップ６５がインク噴射面４０に当接したときには、図４に示すように、複数の出射口２０ａと複数の回収口２５ａの全てがキャップ６５により密閉した状態で覆われる。
【００４７】
図１に示すように、吸引ポンプ６６は、流路ユニット２に形成された回収用流路２８の開口端である接続口２９（図２、図４参照）とチューブ６３を介して接続されている。さらに、吸引ポンプ６６は、サブタンク６１にチューブ６４を介して接続されている。そして、パージ動作時には、図３、図４に示すように、インク噴射面４０にキャップ６５が当接することにより、複数の噴射ノズル２０の出射口２０ａと複数の回収ノズル２５の回収口２５ａとがキャップ６５により密閉して覆われる。この状態で、吸引ポンプ６６により、チューブ６３を介して回収用流路２８から空気等を吸引し、キャップ６５とインク噴射面４０との間の空間５０を減圧する。すると、インクが、噴射ノズル２０の出射口２０ａからこの空間５０内に噴射される。ここで、インク噴射面４０において、回収ノズル２５の回収口２５ａが出射口２０ａに近接して配置されているため、噴射ノズル２０から空間５０を経て回収ノズル２５（回収用流路２８）に至るインクの流れが生じ、噴射ノズル２０から空間５０に流出されたインクの大部分が回収口２５ａに吸い込まれて回収用流路２８に回収されるため、インク噴射面４０の出射口２０ａ付近に付着するインクが少なくなる。従って、噴射ノズル２０から流出されたときに泡立ったインクが、噴射ノズル２０から流路ユニット２の内部に戻って、その噴射ノズル２０に噴射異常を生じさせてしまうのを極力防止することができる。
【００４８】
また、吸引ポンプ６６により回収口２５ａから回収用流路２８に吸い込まれたインクは、チューブ６４を介してサブタンク６１（貯留部）に送られる。図８に示すように、サブタンク６１は、サブタンク６１の側部に設けられてインクタンク６０（図１参照）と接続されるタンク接続部７０と、サブタンク６１の底部に設けられて流路ユニット２の噴射用流路２２（インク供給口１８：図２参照）と接続されるインク供給部７１と、サブタンク６１の上部に設けられて吸引ポンプ６６を介して流路ユニット２の回収用流路２８（接続口２９：図２参照）と接続されるインク回収部７２とを備えている。また、このサブタンク６１の内部には、タンク接続部７０とインク供給部７１の両方に連通するインク供給空間７３と、インク回収部７２に連通し、インク供給空間７３とは隔壁部７５を介して仕切られたインク回収空間７４とが形成されている。そして、隔壁部７５には、インク供給空間７３とインク回収空間７４とを連通させる連通孔７６が形成されている。そのため、回収口２５ａから回収用流路２８へ回収されてサブタンク６１内に流入したインクは、インク回収空間７４から連通孔７６を通ってインク供給空間７３に流れて、インク供給部７１から再び噴射用流路２２へ供給され、再利用される。また、連通孔７６には、回収用流路２８から回収されたインクに含まれる異物を除去するフィルタ７７が設けられている。従って、回収用流路２８からサブタンク６１内に流れ込んだインクは、サブタンク６１内のフィルタ７７により異物が除去された後に、噴射用流路２２へ流れるため、異物が噴射用流路２２に流れて噴射ノズル２０を詰まらせてしまうのを防止できる。尚、サブタンク６１及びチューブ６２，６３，６４は、本願発明の連通部に相当し、流路ユニット２の外で噴射用流路２２と回収用流路２８とを連通させている。
【００４９】
以上説明したインクジェットプリンタ１００によれば、次のような効果が得られる。インク噴射面４０には、噴射ノズル２０の出射口２０ａに近接して回収ノズル２５の回収口２５ａが設けられており、パージ動作時には、噴射ノズル２０の出射口２０ａと、回収ノズル２５の回収口２５ａとが１つのキャップ６５により覆われる。従って、吸引ポンプ６６により回収用流路２８側から吸引されて噴射ノズル２０から流出するインクの大部分は、出射口２０ａに近接する回収口２５ａから回収用流路２８へ回収される。そのため、噴射ノズル２０から流出されたときに泡立ったインクがインク噴射面４０に付着しにくくなり、また、泡立ったインクが噴射ノズル２０から流路ユニット２の内部に戻って、噴射ノズル２０に噴射異常を生じさせることを極力防止することができる。
【００５０】
また、複数の回収口２５ａは、紙送り方向に配列された複数の出射口２０ａの間にそれぞれ配置されている。そのため、２つの出射口２０ａから噴射されたインクを、その間に配置された１つの回収口２５ａから回収でき、回収口２５ａの数を少なくすることが可能になる。従って、回収口２５ａを効率よく配置でき、噴射ノズル２０を高密度に配置してインクジェットヘッド１の小型化を図ることができる。
【００５１】
さらに、流路ユニット２に形成された噴射用流路２２と回収用流路２８は、流路ユニット２の外部で、サブタンク６１及びチューブ６２，６３，６４を介して連通している。従って、パージ動作時に噴射ノズル２０から噴射された液体を回収ノズル２５で回収した後に、さらに、サブタンク６１及びチューブ６２，６３，６４を介して噴射用流路２２に戻すことができるため、パージ動作時に噴射されたインクを再利用することができる。そのため、インクジェットプリンタ１００には、パージ動作時に回収されたインクを廃棄するための廃液室を設ける必要がなく、インクジェットプリンタ１００の部品点数を減らして、大きさを小さくすることができる。また、パージ動作時に廃棄されるインクの量を予め見込んでおく必要がないため、インクタンク６０の大きさを抑えることも可能となる。また、本実施形態では、キャップには、インクを吸引するための機構が設けられていない。従って、キャップとパージ機構とが一体になっている場合と比べて、プリンタ本体の設置面積を小さくすることが可能である。
【００５２】
次に、前記実施形態に種々の変更を加えた変更形態について説明する。但し、前記実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を付して適宜その説明を省略する。
【００５３】
〈第１変更形態〉
図９に示すように、紙送り方向（図９の上下方向）に配列された複数の出射口２０ａの、配列方向両端側の位置（図９の上下両端側の位置）にもそれぞれ回収口２５ａが設けられており、全ての出射口２０ａの各々に対して、その配列方向に関して両側（出射口２０ａに対して互いに反対側）の位置に２つの回収口２５ａが配置されていてもよい。このインクジェットヘッド１Ａでは、パージ動作時に出射口２０ａからキャップ６５Ａへ流出されたインクを、この出射口２０ａの配列方向に関して両側に位置する２つの回収口２５ａから回収用流路２８Ａへ回収することができるため、出射口２０ａ付近に付着するインクの量がさらに少なくなる。
【００５４】
〈第２変更形態〉
また、図１０に示すように、紙送り方向（図１０の上下方向）に配列された出射口２０ａの列に対して、走査方向（図１０の左右方向）両側の位置に、複数の回収口２５ａが、出射口２０ａの列に平行に配列されており、全ての出射口２０ａの各々に対して、走査方向に関して両側（出射口２０ａに対して互いに反対側）の位置に２つの回収口２５ａが配置されていてもよい。このインクジェットヘッド１Ｂにおいても、出射口２０ａからキャップ６５Ｂへ噴射されたインクを、この出射口２０ａの走査方向の両側に位置する２つの回収口２５ａから回収用流路２８Ｂへ回収することができるため、出射口２０ａ付近に付着するインクの量が少なくなる。
【００５５】
〈第３変更形態〉
複数の噴射ノズル２０の出射口２０ａが等間隔で複数列に配列され、これら複数列の出射口２０ａの列の間に、複数の回収口２５ａが配列されていてもよい。例えば、図１１に示すインクジェットヘッド１Ｃにおいては、２列に配置された出射口２０ａの各列の間に、１列に配置された複数の回収ノズル２５の回収口２５ａが、出射口２０ａの列に平行に配列されている。この構成では、前記実施形態及び前述の第１、第２変更形態と比べて、インク噴射面４０において噴射ノズル２０を配置する領域を広く確保できるため、噴射ノズル２０を高密度に配置して、インクジェットヘッド１Ｃを小型化することが可能になる。
【００５６】
また、図１１のインクジェットヘッド１Ｃにおいては、隣接する２列の出射口２０ａの列に関して、一方の列に属する出射口２０ａが、他方の列に属する出射口２０ａに対して、紙送り方向（図１１の上下方向）にピッチの半分だけずれて配置されている。また、複数の回収口２５ａは、出射口２０ａの列と同じピッチで配列されている。さらに、各回収口２５ａは、その両側に配列された２列の出射口２０ａの列に含まれ、且つ、配列方向である紙送り方向にピッチの半分だけずれて配置された、２つの出射口２０ａを結ぶ直線Ｌ上において、２つの出射口２０ａとの間の距離が等しくなる位置に位置している。このインクジェットヘッド１Ｃでは、複数の噴射ノズル２０からキャップ６５Ｃへ噴射されたインクを、少ない数（噴射ノズル２０の半分の数）の回収ノズル２５により効率よく回収することができる。但し、この構成によれば、前記実施形態に比べて回収口２５ａ（回収ノズル２５）の数が少なくなるため、全体的なインクの回収量も少なくなる。そこで、少ない数の回収口２５ａでより多くのインクを回収するために、例えば、図１１に示すように、回収口２５ａの径を出射口２０ａの径に対して大きくしてもよい。
【００５７】
〈第４変更形態〉
図１２に示すように、回収ノズル２５に連通する個別回収流路２６Ｄが、マニホールドプレート１２Ｄではなく、ノズルプレート１３Ｄに形成されていてもよい。
【００５８】
〈第５変更形態〉
図１３に示すインクジェットプリンタ１００Ｅのように、前記実施形態の吸引ポンプ６６（図１参照）の代わりに、サブタンク６１とインクジェットヘッド１（流路ユニット２）の噴射用流路２２との間に、パージ動作時に噴射用流路２２内のインクを加圧することにより噴射ノズル２０からインクを流出させる、加圧ポンプ８０（加圧装置）を設けてもよい。この場合にも、噴射用流路２２に液体連通する回収用流路２８内のインクに対して、インクを回収するためのパージ圧を付与することができる。
【００５９】
〈第６変更形態〉
さらに、図１４に示すインクジェットプリンタ１００Ｆのように、インクジェットヘッド１（流路ユニット２）の回収用流路２８とサブタンク６１の間に吸引ポンプ６６を設けるとともに、サブタンク６１と噴射用流路２２との間に加圧ポンプ８０を設けてもよい。この構成によれば、パージ動作時に、吸引ポンプ６６により回収用流路２８側から吸引するとともに、加圧ポンプ８０により噴射用流路２２側からインクを加圧して、噴射ノズル２０からインクを噴射させるため、噴射速度をより高めることができ、噴射ノズル２０のパージをより確実に行える。
【００６０】
また、専用のポンプを設けずに、噴射用流路２２内のインクに圧力を付与する機構（圧電アクチュエータ３）を用いてパージ動作を行ってもよい。この場合、パージ動作の際にインクに付与する圧力が記録を行うときに付与する圧力よりも大きくなるようにインクに圧力を付与する機構を制御することが望ましい。この場合にも、噴射用流路２２に液体連通する回収用流路２８内のインクに対して、インクを回収するためのパージ圧を付与することができる。
【００６１】
なお、噴射用流路内のインクに圧力を付与する機構は、圧電式のアクチュエータに限られるものではない。例えば、ヒータによりインクを加熱・沸騰させることでインクに圧力を付与するものや、静電力によって薄板状のアクチュエータを変形させてインクに圧力を付与するものであってもよい。
【００６２】
〈第７変更形態〉
パージ動作時にインクジェットヘッドのインク噴射面を覆うキャップの形状は、上記実施形態及び変更形態で示された形状に限らず、任意の形状にし得る。特に、キャップの内部の形状は、噴射ノズル２０及び回収ノズル２５の配置に合わせて任意に変更しうる。例えば、上記実施形態で示されたような、内部が区画されていないキャップを用いることができる。この場合には、キャップがインク噴射面を覆った際に、キャップの内面とインク噴射面とによって、１つの連続した空間が形成される。また、例えば、図４を参照して説明したような、列状に配置された噴射ノズル２０及び回収ノズル２５を備えるインクジェットヘッド１に対しては、図１５に示すようなキャップ１６５Ａを用いることができる。キャップ１６５Ａの内部は、各ノズル列毎に区画されている。この場合には、パージ動作時に、各ノズル列の間の部分にインクが飛散することが無い。また、１つの回収ノズル当たりの吸引すべき空間の体積が小さくなるため、回収ノズルの吸引の効率を高めることができる。さらに、例えば、図１０を参照して説明したような、列状に配置された噴射ノズル２０の両脇に列状に配置された回収ノズル２５を備えるインクジェットヘッド１Ｂに対しては、図１６に示されるようなキャップ１６５Ｂを用いることができる。キャップ１６５Ｂの内部は、１つの噴射ノズル２０とその両脇の回収ノズル２５を単位とする１０個の区画に分割されている。この場合にも、パージ動作時に、区画を超えてインクが飛散するおそれが無く、１つの回収ノズル当たりの吸引すべき空間の体積が非常に小さくなるため、吸引の効率を高めることができる。なお、図１５及び図１６においては、回収用流路が省略されている。
【００６３】
〈第８変更形態〉
インクジェットヘッドのインク噴射面の撥液性の程度は、任意に調整することができる。例えば、図１７に示すように、図４で示されたインクジェットヘッド１の噴射ノズル２０及び回収ノズル２５の周囲に、それぞれ高撥液性領域１２０と低撥液性領域１２５を形成することができる。このように、噴射ノズル２０の周囲に高撥液性領域１２０を形成することによって、噴射ノズル２０の周囲にインクが付着するのを防ぐことができる。また、回収ノズル２５の周囲に低撥液性領域１２５を形成することにより、パージ動作時に、回収ノズル２５の周囲に付着したインクを効率よく回収することができる。噴射ノズル２０の周囲に形成される高撥液性領域１２０は、例えばフッ素系樹脂の膜をコーティングすることにより形成されうる。また、回収ノズル２５の周囲に形成される低撥液性領域１２５は、例えば親水性の膜をコーティングすることにより形成されうる。あるいは、ノズルプレート１３がポリイミドなどの材料で形成されている場合には、低撥液性領域１２５は、ノズルプレート１３の表面に弱い出力のレーザー光を照射して、ノズルプレート１３のレーザーが照射された領域の撥液性を下げることによっても形成されうる。また、ノズルプレート１３のインク噴射面に、高撥液性領域又は低撥液性領域のいずれか一方のみを形成することもでき、そのような場合であっても、上記の効果を得ることができる。
【００６４】
以上、液滴噴射装置として、記録用紙にインクを噴射して記録するインクジェットプリンタに本発明を適用した形態について説明したが、本発明を適用可能な形態はこれらの形態に限られるものではなく、インク以外の液体を様々な対象物に噴射する種々の液滴噴射装置に本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図２】インクジェットヘッドの平面図である。
【図３】図２のIII-III線断面図である。
【図４】インクジェットヘッドの底面図である。
【図５】図２の一部拡大図である。
【図６】図５のVI-VI線断面図である。
【図７】図５のVII-VII線断面図である。
【図８】サブタンクの断面図である。
【図９】第１変更形態のインクジェットヘッドの底面図である。
【図１０】第２変更形態のインクジェットヘッドの底面図である。
【図１１】第３変更形態のインクジェットヘッドの底面図である。
【図１２】第４変更形態の図７相当の断面図である。
【図１３】第５変更形態のインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図１４】第６変更形態のインクジェットプリンタの概略構成図である。
【図１５】図１５は第７変更形態のインクジェットヘッドの底面図である。
【図１６】図１６は第７変更形態のインクジェットヘッドの底面図である。
【図１７】図１７は第８変更形態のインクジェットヘッドの底面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ  インクジェットヘッド
２  流路ユニット
３  圧電アクチュエータ
２０  噴射ノズル
２２  噴射用流路
２５  回収ノズル
２５ａ  回収口
２８，２８Ａ，２８Ｂ  回収用流路
４０  インク噴射面
５０  空間
６１  サブタンク
６２，６３，６４  チューブ
６５，６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃ  キャップ
６６  吸引ポンプ
７７  フィルタ
８０  加圧ポンプ
１００ ，１００Ｅ，１００Ｆ  インクジェットプリンタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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